Bộ định tuyến (router) là loại thiết bị có nhiều cổng dùng để ghép nối các mạng với nhau thành một liên mạng.
Khác biệt với các thiết bị đã xem xét ở trên, router không có nhiệm vụ ghép nối giữa các thiết bị trong mạng LAN mà có nhiệm vụ ghép nối các mạng với nhau. Router có thể ghép nối các mạng LAN với nhau hoặc ghép nối mạng LAN với mạng WAN. Qua đó router giúp tạo ra một liên mạng lớn.
Cấu tạo
Trong số các thiết bị mạng, router là loại thiết bị phức tạp nhất.
Về cấu tạo, router là một máy tính chuyên dụng. Nó có đầy đủ các thành phần gần tương tự như một máy tính thông thường (như ROM, RAM, bộ vi xử lý, bo mạch, các cổng kết nối). Tuy nhiên, nó không có các thành phần vào ra dữ liệu như máy tính thông thường (như chuột, bàn phím, màn hình). Do đó, người quản trị mạng phải dùng một máy tính khác để truy cập router khi cấu hình.
Trên router có sẵn nhiều thành phần để làm việc với mạng, gọi là các module. Router có các module để làm việc với các công nghệ LAN và WAN khác nhau. Ví dụ, router có thể chứa module để làm việc với mạng Ethernet, module làm việc với mạng cáp quang. Các module khác có thể được lắp thêm vào router hoặc gỡ bỏ.
Trên router cài đặt một hệ điều hành riêng. Hệ điều hành này cho phép cài đặt sẵn nhiều phần mềm giao thức khác nhau. Tuy có hệ điều hành riêng, router không cho phép cài đặt phần mềm ứng dụng.
Kết nối router trong mạng
Mỗi mạng LAN cơ bản thường được tạo ra từ một thiết bị switch kết nối với các thiết bị đầu cuối. Để các thiết bị đầu cuối trong LAN có thể trao đổi dữ liệu, mỗi thiết bị phải được gán một địa chỉ IP riêng biệt và thuộc cùng một dải.
Nếu có từ 2 mạng LAN như vậy và sử dụng dải địa chỉ IP khác nhau, chúng phải được kết nối thông qua thiết bị router thì thiết bị đầu cuối ở mạng này mới có thể trao đổi dữ liệu với thiết bị đầu cuối ở mạng khác.
Kết nối các mạng LAN bằng router
Một thiết bị router thường có nhiều cổng, mỗi cổng kết nối với một mạng khác nhau. Có thể hình dung mỗi cổng của router tương tự như một card mạng trên thiết bị đầu cuối. Mỗi cổng này có địa chỉ MAC và địa chỉ IP riêng phù hợp với từng mạng mà nó tham gia.
Hoạt động của router
Để thực hiện được việc ghép nối các mạng khác biệt về công nghệ, router cần thực hiện hàng loạt công việc:
- Thu nhận tín hiệu từ mạng nguồn và chuyển đổi thành frame dữ liệu: vai trò này rất giống như của card mạng. Thực tế mỗi cổng của router có thể xem như một card mạng với địa chỉ MAC riêng.
- Tách gói tin IP khỏi frame dữ liệu và phân tích địa chỉ IP: frame dữ liệu chứa gói tin IP trong phần payload. Router cần địa chỉ IP của mạng đích để quyết định chuyển tiếp gói tin IP đó sang cổng nào.
- Chuyển tiếp gói tin IP sang mạng đích: quá trình này được thực hiện nhờ tìm kiếm trong một bảng thông tin về địa chỉ IP của các mạng đang kết nối với router.
- Đóng gói gói tin IP vào frame và đưa lên mạng đích tương ứng: nhiệm vụ này cũng giống như ở card mạng.
Trong số các nhiệm vụ trên, chuyển tiếp gói tin IP là quan trọng nhất và phức tạp nhất. Nó là mục đích của thiết bị router. Để xác định đích cho việc chuyển tiếp gói tin IP, router phải thực hiện một công việc gọi là định tuyến.
Định tuyến và giao thức định tuyến
Định tuyến (routing) là quá trình tìm kiếm và xác định đường đi tốt nhất trên một mạng máy tính để gói tin IP tới được đích.
Sở dĩ phải có định tuyến là vì trong một liên mạng lớn, hai thiết bị đầu cuối thường sẽ nằm trong các mạng khác nhau. Giữa hai mạng này tồn tại rất nhiều thiết bị router (với nhiệm vụ ghép nối các mạng thành liên mạng). Khi đó, dữ liệu từ thiết bị đầu cuối này có thể có rất nhiều đường đi khác nhau tới thiết bị đầu cuối khác.
Có bao nhiêu đường đi cho dữ liệu từ client tới server?
Để làm được điều đó, thiết bị định tuyến cần phải dựa vào một bảng thông tin về tình trạng của mạng, gọi bảng định tuyến (routing Table).
Bảng định tuyến được xây dựng một cách thủ công hoặc dựa trên các giao thức định tuyến (routing protocol).
Nếu bảng định tuyến được xây dựng theo cách thủ công, quá trình định tuyến được gọi là định tuyến tĩnh (static routing). Định tuyến tĩnh đơn giản nhưng chỉ phù hợp với các liên mạng nhỏ với cấu trúc cố định.
Nếu bảng định tuyến được xây dựng bởi các giao thức định tuyến, chúng ta sẽ có định tuyến động (dynamic routing). Định tuyến động là bắt buộc đối với các mạng rất lớn (khi có rất nhiều đường đi tới mạng đích) hoặc khi mạng có cấu trúc biến đổi.
Giao thức định tuyến là các giao thức hoạt động trên router giúp các router chia sẻ thông tin về trạng thái của các mạng kết nối với chúng, qua đó giúp router “vẽ” ra tình trạng thực tế của mạng và tạo ra bảng định tuyến. Có rất nhiều giao thức định tuyến khác nhau được cài đặt sẵn trong router như RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, IS-IS, v.v..
Ứng dụng của router
Router là thiết bị mạng phổ biến hàng đầu, cả trong LAN và trong WAN. Có thể nói rằng, nếu không có router thì không thể tạo ra liên mạng và không thể có mạng Internet.
Trong mạng gia đình thường sử dụng loại router nhỏ giá rẻ tích hợp cùng nhiều chức năng khác (như wifi access point, ethernet switch) trong cùng một thiết bị. Loại router này kết nối mạng LAN của gia đình với mạng WAN của nhà cung cấp dịch vụ Internet (Internet Service Provider, ISP).
Trong mạng doanh nghiệp, router là thiết bị quan trọng số 1 để ghép nối rất nhiều mạng LAN nhỏ của các bộ phận thành một mạng LAN lớn, qua đó tăng hiệu suất hoạt động và tính an toàn của mạng. Router cũng dùng để kết nối hệ thống LAN với đường truyền WAN cung cấp Internet băng thông cao cho doanh nghiệp.
Router cũng dùng để kết nối rất nhiều mạng WAN khác nhau của ISP để tạo ra hệ thống liên mạng trải rộng trong một vùng lãnh thổ, cũng như tạo ra mạng toàn cầu Internet.
+ Nếu bạn thấy site hữu ích, trước khi rời đi hãy giúp đỡ site bằng một hành động nhỏ để site có thể phát triển và phục vụ bạn tốt hơn.
+ Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy giúp chia sẻ tới mọi người.
+ Nếu có thắc mắc hoặc cần trao đổi thêm, mời bạn viết trong phần thảo luận cuối trang.
Cảm ơn bạn!
